Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
2）文献レビュー(抜粋)

a）文献番号12

1. 基本情報

区分	土壤10	文献番号:12
タイトル(英文)	Vertical migration studies of 137Cs from nuclear weapons fallout and the Chernobyl accident
タイトル(和文)	核実験フォールアウトおよびチェルノブイル事故によるセシウム-137の降下移行に関する研究
キーワード	セシウム, 深度分布, 移流, 拡散, 移流分散式, 原位置, 土壤試料
著者	Almgren S., Isaksson M.
文献	Journal of Environmental Radioactivity, Vol.91, No.1-2, pp.90-102, 2006
(1) 対象地域
スウェーデン西部の33地点の表層土壤(チェルノブイル事故および核実験フォールアウトの影響評価のため)
(2) 重要な図表
Table 2 Transport parameters found in this and other studies
Study (reference)	v (cm/year) (range)	D (cm²/year) (range)	v (cm/year) (mean ± 1 SD) (median)	D (cm²/year) (mean ± 1 SD) (median)
Bossew and Kirchner (2004)	0-0.5	0.05-0.5
Bossew and Strebl (2001)	0.09-0.16	0.68-1.02	0.14 ± 0.09	0.79 ± 0.49
Ivanov et al. (1997)	0.066-0.896	0.057-0.691
Krstic et al. (2004)	0-0.26	0.34-1.47	0.068 ± 0.10	0.76 ± 0.32
Schuller et al. (2004)	0.03-0.11	0.015-0.18	0.056 median	0.048 median
Schuller et al. (2002)	-0.056-0.0014	0.0159-0.108	-0.012 median	0.043 median
Schuller et al. (1997)	0.001-0.047	0.253-3.807	0.019 median	1.24 median
Smith and Elder (1999)	0.32-1.073	0.118-2.253	0.68 ± 0.26	0.22 ± 0.076
Szerbin et al. (1999)	0.27 ± 0.18	0.61 ± 0.39
This study	0-0.35	0.06-2.63
Depth [cm]

Fig. 3. An example of the total depth distribution (solid line) due to both Chernobyl and nuclear weapons fallout. The parameters from the fitting procedure were used to determine the distributions due to each source: Chernobyl (dashed line) and NWF (dash-dot line). The dots show measured values of the site Stenungsund.

### 2. 提言につながる情報

（1）モニタリングへの活用

（2）流出拳動・経路

（3）除染の際の留意点

（4）担当者のコメント

スウェーデン西部の 33 地点を対象として，核実験によるフォールアウトおよびチェルノブイル事故に起因する $ ^{137}Cs $ の表層土壌中での深度分布から， $ ^{137}Cs $ の浸透速度，分散係数を測定した。その結果，浸透速度は 0～0.35 cm/y，0.06～2.63 cm²/y となった。測定点の多さから，パラメータ一の変動範囲が明らかになった。
## b）文献番号39

### 1. 基本情報

区分	森林での樹冠遮断	文献番号 39
タイトル	Interception of the Fukushima reactor accident-derived $ ^{137} $ Cs, $ ^{134} $ Cs, $ ^{131} $ I by coniferous forest canopies
著者	Hiroaki Kato, Yuichi Onda, and Takashi Gomi
文献	Geophysical Research Letters, 39, L20403, doi:10.1029/2012GL052928, 2012

## （1） 对象地域

・栃木県（福島第一原発から南西へ150km離れた場所）

・福島第一原発から出た $ ^{137}Cs $ のトータルデポジションは $ 10{,}000\ Bq\ m^{-2} $ 未満の場所

・ヒノキ林（40年生，2,500本/ha）とスギ林（41年生，1,300本/ha）に斜面プロット（傾斜＞30度）

·林外雨（1地点），林内雨（2Lボトル+直径13cmロート，20個），樹幹流（5本）を採取

## （2） 重要な図表

Table 1 に，2011 年 3 月 11 日から 8 月 19 日までに林外雨，林内雨，樹幹流として林床に到達した雨量， $ ^{137} $ Cs， $ ^{134} $ Cs， $ ^{131} $ I の量が示されている。最初の採水期間（3 月 11 日から 3 月 18 日）に雨として降下した量は全期間に降下した量の大部分を占めていた（ $ ^{137} $ Cs については 68%， $ ^{131} $ I については 97%）。全期間における収支計算から，放射性セシウムはヒノキとスギのキャノピーにそれぞれ 62.3±15.8%，65.0±18.2%が保持（遮断）されていた。これとは対照的に， $ ^{131} $ I についてはヒノキとスギで遮断率が異なっており，それぞれ 25.1±2.7%，50.9±7.4%であった。放射性セシウムについて，最初の採水期間における遮断率はヒノキで 92%，スギで 93%だった。また，4 月までは林外雨としての放射性セシウムのインプット量が林床到達量よりも多かったが，5 月以降はその関係が逆転し，キャノピーが放射性セシウムの 2 次的な供給源となっていることが示唆された。

Table 1. Amount of Rainfall, Throughfall, Stemflow, and Radionuclides Falkout at Forest Floor During Each Sampling Period $ ^{a} $

Sampling Period	Total Amount (mm)	137Cs Deposition (Bq m−2)	134Cs Deposition (Bq m−2)	131l Deposition (Bq m−2)
RF	Cypress	Cedar	RF	Cypress	Cedar	RF	Cypress	Cedar	RF	Cypress	Cedar
TF	SF	TF/RF	TF	SF	TF/RF	TF	SF	TF	SF	TF	SF	TF	SF	RF	TF	SF	TF	SF
2011/3/11-3/28	21.2	15.3	2.85	0.72	13.9	0.56	0.66	5420	434	18.5	389	12.5	5150	385	24.0	354	14.0	28400	19400	2470	13800	527
2011/3/28-4/1	9.24	7.42	0.73	0.80	5.67	-	0.61	1010	389	9.47	266	-	1010	327	5.34	231	-	821	n.d.	n.d.	n.d.	-
2011/4/1-4/13	5.27	2.62	0.21	0.50	1.93	-	0.37	400	180	36.0	90.1	-	359	189	30.9	76.8	-	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	-
2011/4/13-4/27	24.9	14.9	2.29	0.60	12.7	0.10	0.51	328	265	6.64	280	0.24	328	242	7.27	262	0.49	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.
2011/4/27-5/20	54.2	34.5	7.38	0.64	36.1	0.99	0.67	345	483	n.d.	374	10.0	277	405	n.d.	370	4.68	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.
2011/5/20-5/28	43.7	29.6	5.92	0.68	29.7	0.52	0.68	111	200	7.88	146	2.32	121	175	5.93	117	2.42	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.
2011/5/28-5/30	64.6	44.0	7.65	0.68	45.5	1.28	0.70	71.2	137	n.d.	114	n.d.	n.d.	141	21.2	112	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.
2011/5/30-6/13	31.3	22.3	2.66	0.71	20.1	0.10	0.64	270	234	n.d.	329	0.85	195	216	n.d.	295	0.80	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.
2011/6/13-6/22	41.7	29.1	5.11	0.70	31.6	0.44	0.76	75.6	112	n.d.	202	1.89	68.6	92.2	n.d.	156	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.
2011/6/22-7/18	79.5	52.4	8.26	0.66	53.1	0.84	0.67	n.d.	328	40.7	414	n.d.	n.d.	270	n.d.	357	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.
2011/7/18-7/22	184	150	15.4	0.81	157	4.96	0.85	n.d.	52.9	n.d.	141	n.d.	n.d.	13.2	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.
2011/7/22-8/19	159	112	11.2	0.70	131	5.68	0.83	n.d.	96.7	n.d.	32.5	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	47.1	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.
Total	719	514	70	0.71	539	15	0.75	8030	2910	119	2780	28	7510	2460	95	2380	22	29200	19400	2470	13800	527

The values in the table were Rainfall (RF), the mean of 20 measuring points for throughfall (TF), and the mean of 5 samplers for stemflow (SF); n.d. represents the deposition amount was below detection level.
### 2. 提言につながる情報

## （1） モニタリングへの活用

本研究では，原発事故直後からのデータが得られており今後モニタリングデータを解析する上で非常に有用な結果を含んでいると思われる。

## （2） 流出拳動・経路

降下した放射性セシウムは，針葉樹キャノピーの遮断によって林床への到達が遅れる。本研究期間（約6カ月）を通じて，林内雨と樹幹流によって林床への放射性セシウムの供給が続いていることから，その遅れの時間スケールは少なくとも数カ月のオーダーであると考えられる。

## （3） 除染の際の留意点

本論文では次のことが指摘されている。

・針葉樹キャノピーは放射性セシウムを多く遮断するので，林床に対する二次的な放射能汚染源となりうる。

このような汚染された樹木が焼失すること（例えば，森林火災）は， $ ^{137} $ Csと $ ^{134} $ Csによって大気が汚染される。

・間伐は森林生態系の汚染を削減しうる一つの方法であると考えられるが，放射性廃棄物の貯蔵スペースがないことや森林に沈着した放射性核種の分布や移動に関する情報不足は除染政策を決める上で問題である。

このような状況では，本研究の結果は政策決定と除染対策で参考なると思われる。

## （4） 担当者のコメント

原発事故から約6カ月経過した時点にあっても針葉樹キャノピーによって多くの放射性セシウム（>60%）が保持されていることに興味をもった。また，このこと示す観測データが得られていることを貴重に思う。一般に，森林流域からの汚濁負荷対策を検討する場合，流域でのインプットとアウトプットを把握するだけでは，汚濁負荷を左右する場（例えば，植生，土壤，地質）を特定できないため，問題解決のために効果的な対策がうてない。本研究での結果はこの点を再認識させられるとともに，今後の森林政策や除染にとって流域内部での放射性セシウムの挙動を調べることの重要性が理解できた。放射性セシウムの今後の挙動，例えば，樹体内への移動と蓄積，あるいは落葉・落枝としての林床への移動を評価することの重要性も本研究から理解できた。
### 1. 基本情報

区分	農地	文献番号:50
タイトル
(英文)	Vertical migration of $ {}^{60} $ Co, $ {}^{137} $ Cs and $ {}^{226} $ Ra in agricultural soils as observed in lysimeters under crop rotation.
タイトル
(和文)	輪作下のライシメーターにおける農地土壤中の $ {}^{60} $ Co、 $ {}^{137} $ Cs、 $ {}^{226} $ Ra の垂直分布
キーワード	Migration; $ {}^{60} $ Co; $ {}^{137} $ Cs; $ {}^{226} $ Ra; Ploughed soil; Convection-dispersion model
著者	Shinonaga T.;Schimmack W.;Gerzabe M.H.
文献	Journal of environmental radioactivity, 79 (2), p.93-106, 2005

## （1） 对象地域

調査対象のラインメーターはオーストリアに位置し、夏は暑く、冬は湿度が高い半乾燥の気候である。ラインメーターのサイズは $ 1 \times 1 \times 0.75 \, m $ であった。15 cm の砂利の排水層がそれぞれのラインメーターの底部に設置されている。4つのラインメーターには、1989年と1990年に採取された異なる土壌がそれぞれに入っている。各ラインメーターの Ap 層（0-20 cm）の土壌の性質は Table 1 に示されている。

サンプリングはそれぞれのライシメーターから3ヶ所ずつ行った。サンプリングした3ヶ所はライシメーター内で正三角形になるように配置され、1ヶ所だけ深さが異なった。

## （2） 重要な図表

放射性物質の垂直分布は、一次元の対流-分散輸送の微分方程式を用いて評価された（1）。

$$ \frac{\partial C}{\partial t}=D\frac{\partial^{2}C}{\partial x^{2}}-v\frac{\partial C}{\partial x} $$

ここで、Cは土壌溶液中の濃度（Bq cm^{-3}）、tは時間（a）、xは土壌深度（cm）である。溶質のみかけの輸送速度 $ v(\mathrm{cm}\;\mathrm{a}^{-1}) $ 、みかけの分散係数 $ D(\mathrm{cm}^{2}\;\mathrm{a}^{-1}) $ は一定である想定である。溶質の吸着等温線は、 $ S=K_{d}C $ で表される想定である。ここで、 $ K_{d} $ は分配係数、Sは溶質の吸着画分の濃度である。この時、vは浸透水の速度 $ v_{w} $ と遅延係数 $ R_{D} $ によって $ v=v_{w}R_{D} $ で、Dは水の分散係数 $ D_{w} $ と $ R_{D} $ によって $ D=D_{w}R_{D} $ で求められ、（2）式が成り立つ。

$$ R_{\mathrm{D}}=1+\frac{\rho}{\Theta}K_{\mathrm{d}} $$

ここで、$\rho$ はかさ密度、$\Theta$ は土壌水分含量である。

Fig.2 には、1999 年の土壌 I における $ ^{137}Cs $ 活性の深度分布を示した。ひとつのライシメーター内での空間的変化は大きかった。
Fig. 2. Depth distribution of the activity of $ {}^{137}Cs $ in the three pits (1–3) of soil I in 1999. The activity is given as percentage of the activity applied to the lysimeter in 1990 per cm soil layer.

Table 2には、1990-1999年の20 cmのAp層を想定して、対流分散モデルによって評価された4つのライシメーター土壤における各放射性物質のみかけの輸送速度（v）と分散係数（D）が示されている。 $ ^{137} $ Csの輸送速度は最大で0.3 cm a $ ^{-1} $ で、0も見られた。一方で分散係数は大きく、 $ ^{137} $ Csでは最大で3.1 cm a $ ^{-1} $ であった。輸送速度と分散係数の間に関連性はなく、独立性を示した（ピアソンの相関係数r=0.03、スピアマンの相関係数R=-0.08、p>0.05）。

蒸発散率が高く、浸透水の量も小さかったことにより、νが小さくなったと考えられた。耕作期間中は下方への対流はないと考えられ、冬期期間中は浸透水が少なかったために浸透速度も小さかった。νは土壌タイプによる有意な違いは見られなかったが（p>0.05）、DはⅣの土壌タイプで他の土壌よりも高くなった（p<0.01）。これは、土壌Ⅳの不均一性が他の土壌より高かったためであると考えられた。
Table 2 Estimated apparent migration velocity v (cm a $ ^{-1} $ ) and apparent dispersion coefficient D (cm $ ^{2} $ a $ ^{-1} $ ) of $ {}^{60} $ Co, $ {}^{137} $ Cs and $ {}^{226} $ Ra in the four soils (plough depth in cm) of the lysimeters evaluated by a convection–dispersion model, assuming a constant thickness of the Ap horizon of 20 cm during the migration period from 1990 to 1999

Soil/pit	$ ^{60} $ Co	$ ^{137} $ Cs	$ ^{226} $ Ra
v	D	RSS	v	D	RSS	v	D	RSS
I/1	0.1	0.2	2.1	0.1	0.1	2.3	0.1	0.2	2.3
I/2	0.3	1.0	1.7	0.3	1.1	1.7	0.0	1.5	6.6
I/3	0.3	2.3	2.3	0.3	2.4	1.6	0.3	3.6	0.8
II/1	0.3	4.3	1.7	0.3	2.0	2.4	0.4	2.2	2.1
II/3	0.0	0.6	3.5	0.0	0.4	3.1	0.0	0.8	6.1
III/2	0.0	1.4	1.5	0.0	1.4	1.3	0.0	1.7	2.5
III/3	0.3	0.2	1.6	0.3	0.2	1.1	0.3	0.2	1.7
IV/1	0.2	5.0	0.9	0.0	3.1	2.3	0.2	4.9	1.0
IV/2	0.0	2.5	3.0	0.0	2.4	2.8	0.0	4.6	1.5
IV/3	0.0	2.2	1.1	0.0	2.0	1.2	0.0	3.6	1.6

RSS = residual sum of squares ( $ % \text{ cm}^{-1} $ ^{2}).

### 2. 提言につながる情報

## （1） モニタリングへの活用

該当なし。

## （2） 流出拳動・経路

Ap 層の厚さや Ap 層の境界線の位置は、耕作土壌での移行モデルにおいて重要なパラメータ一の一つである。

一般的に、溶質の輸送速度の小ささは、土壌への溶質の吸着性が高いことによる遅延の大きさを示す。本文献で求めたかく乱土壌での $ ^{137} $ Csの移動速度を未かく乱土壌と比較した場合、熱帯雨林や永続的な牧草地のような異なる生態系においても非常に小さい移動速度であることが報告されている（Bossew and Strebl, 2001; Schuller et al., 1997; Szerbin et al., 1999; Bunzl et al., 2000）。その一方で、 $ ^{137} $ Csの高い移動性を示す報告もある（e.g. Arapis et al., 1997; Hoe et al., 2000; Ru et al., 1996; Schimmack et al., 1997; Strebl et al., 1996; Velasco et al., 1997）。これは、放射性物質の移動が土性、水環境、有機物、植物根のような多くの土壌パラメータ一に依存するためである。

## （3） 除染の際の留意点

該当なし。

## （4） 担当者のコメント

未かく乱土壌ではなくより実際の農地に近いライシメーター土壌を用いて移動係数を求めている点で有用である。本文献は蒸発散量が高いため結果を一般化することは難しいが、条件の異なる土壌と同様に $ ^{137} $ Cs の移動速度が小さいとの結果が得られている点でも参考になりうる。
### 1. 基本情報

区分	市街地	文献番号：87
タイトル
(英文)	Accumulation of $ ^{137} $ Cs in puddle sediments within urban ecosystem
タイトル
(和文)	都市環境中での水たまりへの $ ^{137} $ Cs の集積
キーワード	$ ^{137} $ Cs, Activity concentration, Puddle sediments, Local migration, Urban ecosystem
著者	Seleznev, AA; Yarmoshenko, IV; Ekidin, AA
文献	JOURNAL OF ENVIRONMENTAL RADIOACTIVITY, Vol.101, 643-646, 2010

## （1） 对象地域

エカテリンブルグ、ロシア

## （2） 重要な図表

Fig.3 は他の研究者による、表層年代ごとの、表層から深さ 15cm までの $ ^{137} $ Cs 土壌含有量。たとえば表層が 1980 年に生成された土壌であれば、表層から深さ 15cm までに約 24Bq/kg の $ ^{137} $ Cs が含まれているということになる。

Year of surface formation

Fig. 3. Modeling concentration of $ {}^{137} $ Cs in upper 15 cm layer of soil in 2007 in dependence on year of surface formation.

Table.1 はエカテリンブルグ市内の 8 区画（合計 109 か所）での土壌サンプルの $ ^{137} $ Cs 測定結果のまとめである。算術平均、幾何平均、100Bq/kg 以上が検出されたサンプリング場所の割合が示されている。サンプル数の記載は見当たらなかった。
## Table 1

Arithmetic, geometric mean and portion of samples with $ ^{137} $ Cs concentration >100 Bq/kg by districts of Ekaterinburg city. Results based on gamma spectrometry measurements in samples of puddle sediments.

District	Arithmetic mean of $ ^{137} $ Cs concentration, Bq/kg	Geometric mean $ ^{137} $ Cs, concentration, Bq/kg	Portion of samples with $ ^{137} $ Cs concentration >100 Bq/kg
West	147	76	0.3
Center	88	71	0.25
East	73	48	0.23
South West	66	36	0.1
South	64	52	0.12
South East	51	49	0
Suburb
North West	44	41	0
Suburb
North East	12	7	0
Suburb

また筆者らは水たまり底泥中の $ ^{137} $ Cs の溶存態への大気降下量の寄与率を推定した。水たまり底泥中の溶存態濃度 $ C_{\text{water}}(\text{Bq/kg}) $ は(1)式で与えられる。

$$ C_{water}=I\cdot k\cdot\frac{S}{m}, $$

I: 20 年間の $ ^{137} $ Cs 大気降下量(Bq/m $ ^{2} $ )。約 1000Bq/m $ ^{2} $ 。

k：大気降下量のうち水たまりへ溶存態として流出した割合。

S: 水たまりの集水域面積(m²)。平均的な面積は 200m²。

m：水たまりの底泥質量(kg)。平均的な質量は 400kg。

また、懸濁態濃度を $ C_{soil} $ とすると、底泥中の $ ^{137}Cs $ の濃度 $ C_{sed} $ は(2)式で表される。

$$ C_{s e d.}=I\cdot k\cdot\frac{S}{m}+C_{s o i l}, $$

ここで、Fig.3より $ C_{soil}=20\ Bq/kg $ 、また測定値より $ C_{sed}=80\ Bq/kg $ を(2)式に代入すると、(3)式のようになり、k=0.12 と求めることが出来る。
$$ C_{sed.}=\frac{1000\cdot k}{2}+20=80. $$

すなわち、20年間の大気降下量の12%が雨水に溶けて水たまりの底泥へと集積されているということになる。また $ C_{water}=60\ Bq/kg $ であり、地表面に降下して雨水に溶けて集積された $ ^{137}Cs $ が水たまり底泥の $ ^{137}Cs $ 量の75%を占めていることが分かる。

### 2. 提言につながる情報

## （1） モニタリングへの活用

特に雨水が溜まりやすい場所（降雨のたびに水たまりができる場所）の土壤中には放射性物質が蓄積されやすい。

## （2） 流出拳動・経路

大気降下物として降下した $ ^{137} $ Cs は雨水に溶け出し、水たまりへと流入して底泥中に集積されていく。

## （3） 除染の際の留意点

特になし

## （4） 担当者のコメント

測定箇所が多く、エカテリンブルグの広い地域に調査が及んでいる。
## e）文献番号91

### 1. 基本情報

区分	河川	文献番号:91
タイトル
(英文)	$ ^{137} $ Cs and $ ^{90} $ Sr in water and suspended particulate matter of the Dnieper River-Reservoirs System (Ukraine)
タイトル
(和文)	ドニエプル川水系に（ウクライナ）における水中と懸濁粒子中の $ ^{137} $ Cs ならびに $ ^{90} $ Sr
キーワード	annual discharge, Dnieper River, river water, suspended particulate matter, $ ^{137} $ Cs, $ ^{90} $ Sr
著者	Sansone, U., Bellia, M., Voitsekovitch, O.V., Kanivets V.V.
文献	Science of the Total Environment 186 (1996) 257-271

## (2) 对象地域

チェルノブイリ事故地域の河川（プリピアチ川）から、約500km下流の黒海までの経路。

## (2) 重要な図表

Fig. 3. Patterns of $ {}^{137}Cs $ and $ {}^{90}Sr $ and annual water discharge in the Pripyat river from 1987 to 1993. Experimental data were smoothed using a moving average procedure.
### 2. 提言につながる情報

## （1） モニタリングへの活用

定期的・長期的モニタリングの成果が現れた報告であり、モニタリングの重要性が認識できる。

## （2） 流出拳動・経路

Sr-90 の河川水中濃度は出水時の濃度増加が明確で流量との対応が強い。一方 Cs-137 では、流量との対応は弱い。また、Cs-137 は途中の人造湖での堆積物への沈降移行が顕著。

## （3） 除染の際の留意点

内部被ばく、外部被ばくを含めた被ばく経路解析の下で、対策の優先度を考える必要がある。

## （4） 担当者のコメント

チェルノブイリ事故で汚染を受けた近傍河川は、下流の首都キエフの水源であり、沿線の灌溉・内水漁業にも深く関わっている。福島事故と比較したとき、自然条件の違いによる挙動の違いのみならず、(むしろ出発点として)社会条件の共通点・相違点に着目して被ばく経路・被ばく線量の考察を行うべきである。
### 1. 基本情報

区分	河川、農地、森林	文献番号：101
タイトル
(英文)	Discharge of dissolved and particulate $ ^{137} $ Cs in the Kuji River, Japan
タイトル
(和文)	久慈川における溶存態と粒子態 $ ^{137} $ Cs の流出
キーワード	Kuji River; $ ^{137} $ Cs; discharge; existence forms
著者	T. Matsunaga, H. Amano, N. Yanase
文献	Appl. Geochem., 6(2), 159-167, 1991.

## (3) 对象地域

The Kuji River has a watershed of - 1500 km² (Fig. 1). It originates from the Yamizo mountain area in the center of Japan, which area consists of steep hills, covered with forests. It runs downstream through an agricultural plain and flows into the Pacific Ocean. It travels -120 km with no artificial control structures. There are no nuclear facilities along the river except at its mouth.

## (2) 重要な図表

Table 2. Hydrology, particulate material, radioactivity and discharge of $ {}^{137}Cs $ under high flow conditions

Experiment	Sampling date	Hydrological condition	Particulate material	Radioactivity	Discharge
Preceding precipitation* (mm)	Flow rate (m3/s)	Concentration (mg/l)	IL‡ (%)	Dissolved (mBq/l)	Particulate (mBq/l)	Dissolved (Bq/d/km2)	Particulate Bq/d/km2
H1	14-04-1988	31.3†	75.4	96	15	0.23 (8)§	0.77 (7)	1188 (10)	4058 (8)
H2	15-04-1988	8.5	59.4	39.3	15	0.08 (14)	0.04 (15)	333 (16)	1325 (6)
H3	16-04-1988	0.2	39.3	18.7	22	0.07 (11)	0.06 (5)	237 (19)	603 (7)
H4	17-04-1988	0.0	27.5	9.8	19	0.07 (14)	0.02 (15)	285 (10)	216 (9)
H5	18-04-1988	0.0	23.1	9.5	22	0.10 (25)	0.08 (7)	313 (19)	176 (10)

$ ^{*} $ As preceding I day of the mean in the watershed, except for H1.

$ ^{\dagger} $ As preceding 2 days of the mean in the watershed.

$ ^{\dagger} $ Ignition loss.

§ Figure in parenthesis denotes error in %.
Fig. 6. Correlation between the particulate $ {}^{137} $ Cs content and the ignition loss of the particulate material.

### 2. 提言につながる情報

## （1） モニタリングへの活用

## （2） 流出拳動・経路

モデルによる放射性セシウムの移行動態解析に必要なデータが報告されている。

・粒子態放射性セシウムの存在割合 高水量期＞低水量期

・粒子態放射性セシウムの含有量は灰化減量と正の相関性有り一有機物との親和性を示唆。

· 分配係数 $ 1.0 \pm 0.6 \times 10^{5} $ ml/g

・1987,1988年の放射性セシウム流出量 蓄積量の0.04%/y（壊変補正済み）

## （3） 除染の際の留意点

## （4） 担当者のコメント

放射性セシウムの移行に及ぼす降雨の影響を検討した観測とその結果は、今後の福島県内の河川における挙動を予測する上に置いて非常に重要な知見である。また、存在形態（溶存態＋懸濁態 $ ^{137} $ Cs）や分配係数の見積もりは、今後、福島での河川における放射性セシウムの移行動態を解析する基礎データとして活用することが出来る。
1. 基本情報
区分	モデル	文献番号:116
タイトル(英文)	Review and assessment of models for predicting the migration of radionuclides through rivers
タイトル(和文)	河川からの放射性核種の移行を予測するモデルのレビューと評価
キーワード	Model, River, Contaminant, Decision making
著者	Luigi Monte, Patrick Boyer, John E. Brittain, Lars Håkanson, Samuel Lepicard, Jim T. Smith
文献	Journal of Environmental Radioactivity, Volume 79, Issue 3, Pages 273-296, 2005
各モデルにより河川水中および魚類中の $ ^{137}Cs $ の濃度の予測結果を以下の図に示す。

$ ^{137} $ Cs in water Bq m $ ^{-3} $

Fig. 1. Results of a model intercomparison exercise. The scenario of contamination assumes a pulse deposition of $ ^{137} $ Cs on the catchment of a river.

$ ^{137} $ Cs in fish Bq kg $ ^{-1} $

Fig. 2. Comparison of the models AQUASTAR, CASTEAUR and MOIRA for a scenario of contamination involving a pulse release of $ {}^{137} $ Cs into river water. The output is the concentration of radionuclide in predatory fish species 100 km downstream the release point.
### 2. 提言につながる情報

## （1） モニタリングへの活用

河川水中濃度は魚類中濃度に比べて迅速に減少し、また濃度レベルも小さいことが、モデル予測値ならびに観測値で明らかになっている。したがって、経時的な傾向を把握するためには検出下限値を1Bq/Lより引き下げてモニタリングを行っていく必要がある。

## （2） 流出拳動・経路

河川における放射性物質の挙動は、一般的な移流拡散によるもの、底泥とのやり取りによるもの、生物による取り込みによるものの組み合わせで考えられる。

底泥とのやり取りについては、水相（溶存態・懸濁態）、底泥表層、底泥深層の3つに分けて考えられる。水相から底泥表層への移行プロセスとしては、沈殿、拡散、生物攪乱などがある。底泥表層から水相への移行プロセスとしては、浸食、拡散、生物攪乱などがある。底泥表層から深層への移行プロセスは、不可逆なものとして考慮されることがある。

## （3） 除染の際の留意点

## （4） 担当者のコメント

河川水中の濃度を予測する上で重要なのは、底泥とのやり取りの記述方法である。プロセスとしては複雑であるが、それらを一体のものとしてシンプルに扱うか、別々に扱うかは、モデルによりアプローチが異なる。複雑なモデルは詳細な予測ができるように見えるが、パラメーターが増加するため正確に予測できるとは限らない。

モデルにより予測結果にばらつきはあったが、概して河川水中濃度は初期から迅速に減少する一方、魚類中濃度は時間をかけて増加した後に緩やかに減少するといった特徴が挙げられた。
## （４）提言につながる内容のまとめ

各分野で行った文献のレビュー結果に基づき、提言につながる内容として以下にとりまとめた。

1）土壤

セシウムなどの放射性物質と土壌との相互作用に関しては、1960年代以前は固液相間の濃度比である分配係数で吸着量を評価しているが、種々の環境条件、測定方法によって分配係数値のオーダーが異なっている。そのため、1970～1990年代は、バッチ法以外のカラムを用いた方法や原位置観測によってより精度の高い値を測定したり、線形吸着モデルより汎用性の高い非線形モデルや速度モデルの提案がなされたりしている。1990年代より錯形成モデルが提案されるようになると、分配係数のpHや共存イオンなどの依存性を合理的に説明できるようになり、吸着量が大きい鉄鉱物などを対象として安定度定数が求められるようになっている。また、脱離しにくい内圈錯体と脱離しやすい外圈錯体とに区分し評価するモデルも構築された。2000年以降は分子動力学モデルも開発され、固相のどの部位に、どのように放射性核種が吸着するのかの説明も可能になっている。このように吸着機構を微視的に説明できるようになってきたが、鉱物と核種との安定度定数をそれぞれ測定する必要があるため、この成果を実フィールドに適用するまでには至っていない。また、セシウムは他の放射性核種と比較して、分配係数が高く、不可逆的吸着の割合が高いことが特徴であることから、種々の土壌でどれくらいのオーダーの分配係数になるのかを評価することが重要であると考えられる。諸外国でも、チェルノブイル事故の影響を評価するためのデータを取得していたり、各国の原子力発電所や放射性廃棄物処分施設周辺で分配係数値を取得していたりするので、それらの値を参考にして評価することが望まれる。

## 2 ）森林

森林域に沈着した放射性セシウムの多くは樹冠で補足され、その後の降雨に伴って雨水と共に林床に至り、土壌上部の0層と土壌表層に保持される。根から吸収された放射性セシウムは樹体の葉、幹、樹皮、枝に移動し、落葉等により林床に至る循環をしている。従って、森林でのモニタリングでは、樹冠から樹体・林床への移動、土壌深さ方向の濃度と蓄積量のプロファイル、および移行過程を考慮すること、土壌調査は標準的な手法に従うことが示されている。また、汚染樹木の伐採や焼却に際しては、樹冠の処理に注意を払う必要があること、1950～1960年代の核実験やチェルノブイリ原発事故由来の放射性セシウムの多くは、土壌上部の腐植層と土壌表層部分に集積しており、土壌表層から下層への移動速度は非常に遅いこと、福島原発事故後の調査結果は、樹冠遮断と林床への到達、土壌表層への集積を示している。森林斜面から河川へ移動に関する重要な経路は、降雨時の地表流による表面侵食に伴う移動であることが示され、実際、降雨時流出時のSSと放射性セシウム濃度には高い相関が認められる。また、森林の放射性核種の挙動をモデル化する際は、気候・植生・地形の違いのため、海外のモニタリング結果を直接適用するのは難しく、今後も現地での継続調査が望まれる。

## 3 ）農地

農地の放射性セシウム汚染は、ほとんどが大気から土壌へ降下することで起きている。農地に降下した放射性セシウムによって汚染された農作物が健康被害を引き起こす恐れがあるため、バッチ試験やライシメーター試験による放射性セシウムの土壌への吸脱着の特性やメカニズムの解明、およびライシメーター試験や実態調査による土壌から農作物への移行係数の算出がこの分野での主題となっている。さらにこれらの研究から、植物への移行防止や植物を用いた除染（ファ
イトレメディエーション）に関する研究へと発展している。

土壌への吸脱着の特性やメカニズムから、重度に汚染される可能性のある農地をある程度予測可能であると考えられるが、外的環境、農作物の種類、農地管理の方法などにも放射性セシウムの動態が左右される。浸透水中の濃度は低く、また、下層よりも表層の0-5cmで濃度が高いことから、下層への移行速度は小さいと考えられる。系外への移動は、土壌粒子に吸着した形で流出すると考えられ、特に粒径の小さい土壌で濃度が高くなる可能性がある。

## 4 ）市街地

市街地は森林や農地と異なり、多様な建物（屋根や外壁）、道路（アスファルト、コンクリート、敷石、砂利など）、草地、樹木など複雑な地表面特性を有している。したがって、市街地における放射性物質の移動や消長の評価には、地表面材料の違いや水路などの雨水の流出経路の構造が影響すること、流出経路における窪みの有無が重要であることなどを考慮することが求められる。特に、窪みなど流出雨水が滞留しやすい場所などで土壌に一旦浸透すると、放射性物質は流出しにくく残留しやすいことなどに留意が必要である。地表面の放射線量率の低減を評価するために、実測に基づく物理モデル式や雨水流出移動から堆積や集積過程などを考慮したモデル式を提案している研究事例がある。したがって、市街地における挙動を定点観測する場合は、水文条件や土地利用も含めた包括的な通年のモニタリング計画を立案することが望まれる。また、市街地での移動や消長に関係するものとして、水道や下水道を介した移動や濁質除去過程で汚泥に濃縮されることも別途考慮する必要がある。

## 5 ）河川環境

河川環境に関する放射性核種の移行研究を促してきたのは、i) 大気圈内核実験による地球規模での放射性核種の拡散、ii) 平和利用・軍事利用の原子炉からの河川への核種放出、そしてiii) チェルノブイリ事故である。前2者では、a) 核種の移行動態がおもな焦点であり、b) 河川水－浮遊粒子－堆積物間の核種分配・交換反応や、c) 遠方への移動相が研究された。陸地土壤から河川等の表面水系への移動過程・移動率も、もっぱら実測手法で論じられている。チェルノブイリ事故を受けて、これらの研究課題は一層の重要度を増している。そしてさらに、d) 水圈生態系内の核種移動研究、e) 核種の河川移行に関わる人の被ばく線量の低減対策研究という2つの軸が新たに提起されている。これらの研究の結果、核種の種類・事故後の経過時間が、核種の河川移行動態の大きな決定因子になることが明らかになっている。対策に関しては、移行の阻止は困難であり、摂取に関わる対策が最も現実的・効果的であることが指摘されている。

## 6 ）河川流出

河川水中の放射性セシウムの放射能濃度は、事故時からの時間の経過とともに減少する傾向にある。このことは、河川流域から河川への移行量が減少することを示唆している。ただし、チェルノブイリ原発事故前に比べてまだ高い濃度にある。また、春先の雪解けや降雨により放射性セシウムの移行量は急激に増加し、その大部分が粒子態として移行することが報告されている。そのため、河川流域からの放射性セシウムの移行量は今後、福島県内では減少する可能性が予想される。しかしながら、河川における放射性セシウムの移行挙動については、除染活動が実施され始めた森林域でのモニタリングとともに都市域でのモニタリングを継続し、放射性セシウムの存在形態とその保持能としての安定性を検討することが必要である。

## 7 ）流域モデル
集水域や河川、湖沼を対象とした放射性物質の挙動を記述するモデルは、濃度低減の度合いを経験的な式で表現するものから、移流拡散モデルをベースに物理・化学・生物的な作用を考慮する複雑なものまで、様々なタイプのものが存在している。しかしその多くは、コンパートメントとして水相、底泥表層、底泥深層、生物といった区分はしつつも、できるだけ単純な数式で表すものであり、複雑なモデルには批判的な文献が複数見られる。その理由としては、未知パラメーターが多くなること、複雑にしても再現性が向上しないことなどが挙げられている。

一方で、事故直後の濃度分布や特定地域における対策検討など、より詳細に現象を解明・予測したい場合には、やはり移流拡散等のメカニズムを考慮した詳細なモデルが必要とされる。結局のところ、モデルはその目的や課題に応じて選定されるべきであり、適切に活用することで今後の見通しや対策効果の予測、リスク管理等に用いることが可能となる。

モデルを用いて放射性物質の挙動をマクロに見た場合、モデルや流域によらず共通して、河川水中や湖沼水中の濃度は迅速に低減する一方、生物や底泥の濃度は時間遅れで上昇し、徐々に減少するといった傾向が見られる。実際、福島県やその周辺でも、水中の濃度はほぼN.D.（不検出）である一方で、生物や底泥中の濃度がなかなか減少しないといったことも観測されている。したがって、現在福島県やその周辺で生じている現象をよりよく理解し、今後の汚染状況を予測するためには、特に水中の濃度の検出下限値（現在1Bq/L）を限定した場所・時期でもよいので引き下げて、水中の濃度レベルを把握しておく必要がある。

## （５）知見整理を通じた提言

福島第一原子力発電所から多量に放出された放射性物質は広域に拡散して、森林だけでなく、農地や市街地など様々な土地利用の地域に沈着した。流域に沈着した放射性物質の多くは、懸濁態として存在しており、降雨に伴う雨水流出現象により流域内を上流から下流へと移動して、最終的には河川を通じて沿岸域に到達して底泥として蓄積され、微粒子であれば海洋域と輸送されていると考えられる。

今回実施した文献調査と知見整理を通じて、次のような提言と今後の課題を示すことができる。

1）提言1：環境中での挙動を明らかにするための「モニタリング」の実施

流域に沈着した放射性物質は降雨流出に伴い、河川を通じて湖沼や沿岸域などの水系へ流下・移動する。流域における放射性物質の将来の分布を予測するためには、流域単位での物質収支を考慮することが重要である。また、下記の点に留意した長期的かつ戦略的なモニタリングを実施する必要がある。

森林、農地、市街地における放射性物質の沈着や保持状態、さらに流出・移行の挙動は異なる。たとえば、森林では落ち葉や土壌の層での保持や水の浸透にともなう流出、雨天時の土壌流出、落葉を含めた樹冠から樹体内あるいは林床への移動、農地では、水田における代かき時の落水、雨天時の土壌流亡、土壌から農作物への移行、刈り取りによる系外への搬出、市街地では、水道取水による移行や側溝も含めた下水道などの雨水排除システムにおける移動、さらには濁質除去による汚泥への濃縮などが重要な経路として考えられる。

b 春先の雪解けや豪雨時は、懸濁態として急激に流出・移行量が増加する。

c 河川水中では低濃度であっても、流量が多い場合は下流への移動する物質量は多くなる。

d 半減期の長い放射性物質は、植物や水生生物への移行量や蓄積量が多くなる。
## 2 ）提言2：時空間スケールを踏まえた「流出举動・流出経路」の理解

半減期、土壌粒子への吸着性などの性質は、物質によって異なる。そのため、短期および長期の視点で、下記の点に留意した放射性物質の環境中での流出挙動や流出経路を理解する必要がある。

pHや有機物濃度などの環境要因によって、放射性物質は環境中において溶存態、懸濁態と存在する形態が異なる。

b 陸域から河川への流出や流下する過程において、放射性物質の形態が変化する。その場合、固相と液相の間でのスケールの小さい移動現象と、陸域からの雨天時の河川への流出、河川中での流下過程における浮遊粒子と河床堆積物との間の交換や移行などのスケールの大きい現象があることに留意すべきである。

また、除染のための留意点として、放射性物質の残留性は、建物（屋根や外壁）、道路（アスファルト、コンクリート、敷石、砂利）、草地、樹木など地表面特性に依存します。また、雨水マスや側溝の窪みなど土砂が堆積しやすい場所では、放射性物質が高濃度に存在するホットスポットになる可能性が指摘される。

## （６）今後の課題

## 1 ）今後の課題1：戦略的な知見の蓄積とモンスーン地域での動態評価

環境省や文部科学省などにより、放射性物質の環境モニタリングや環境動態に関する研究が実施されている。モニタリングデータは公開されているが、研究・調査結果は現段階では限られたものしか学術論文や報告書として公開されていない。今後もこれらの最新成果を体系立てて蓄積することが必要である。

## 2 ）今後の課題2：経験的な式から移流拡散等のメカニズムを考慮したモデル化

流域レベルでの環境動態を予測する場合は、放射性物質の環境中での挙動を詳細に表現できるモデルが求められる。複雑なモデルには、必然的に未知パラメータ一が多くなることから、再現性を確認できるようなモニタリングデータ蓄積が必要となる。

また、対策効果の評価や、リスク管理等の目的に応じて、単純な経験式や詳細なモデル式から現場に即したものを選択する必要がある。

さらに、放射性物質の分配係数は環境条件によりオーダーレベルで変化することが報告されている。コンパートメントとして水相、底泥表層、底泥深層、生物といった区分と移流拡散等のメカニズムを考慮したモデル構築において、他のパラメーターの精度とのバランスから分配係数の設定のあり方やモデルの再現性を議論する必要がある。

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## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

放射性物質（放射性セシウム）の環境中での挙動に関する学術的な報告を収集し、森林、農地、市街地、河川等の対象場ごとに知見を整理し、それぞれの場所における放射性物質の移動や消長の特徴を文献に記載されている重要な関連情報とともにまとめることができた。

## （２）環境政策への貢献

環境省水・大気環境局水環境課と密接に連絡をとり、広域に拡散し沈着した放射性物質の流域内における移動と消長について理解する上で留意すべき知見や、今後のモニタリング時の注意点について情報提供することに貢献できた。

## ＜行政が既に活用した成果＞

関東地方環境事務所、福島再生事務所内除染情報プラザ等で啓発用資料として、当研究課題の報告書及びリーフレットを用いている。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

当研究課題の報告書を送付した全国の自治体で、資料としての活用が見込まれる。また、市民への啓発用資料としてのリーフレットの活用が期待される。

### 6. 国際共同研究等の状況

特に記載すべき事項はない。

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

特に記載すべき事項はない。

## くその他誌上発表（査読なし）>

1）日本水環境学会特別講演会「放射性物質の環境動態～チェルノブイリ原発事故から学ぶ～」報告、水環境学会誌、35（A），12，414-415（2012）

2）平成24年度環境研究総合推進費【ZRFb-12T1】「流域に沈着した放射性物質の移動と消長に関する文献調査及び知見整理」成果発表会報告、水環境学会誌、36（A），5，173-174（2013）

## （2） 口頭発表（学会等）

特に記載すべき事項はない。

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

## （４）シンポジウム、セミナー等の開催（主催のもの）

1）特別講演会「放射性物質の環境動態～チェルノブイリ原発事故から学ぶ～」および勉強会の開催(2012年10月23日、東京大学工学部14号館141講義室、参加者70名）